الفرق بين الفوتون والفونون

علم الميكانيكا هو احد العلوم التي تتبع الفيزياء ، ذلك العلم الذي يتحدث عن الطاقة و انتقالها و تحركات الاجسام و غيرها ، و يشمل عدد من التفاصيل و

مصطلحات فيزيائية

و منها الفوتون و الفونون.

الفوتون مقابل الفونون

الفونون و الفوتون هما كلمتان قريبتان للغاية ، يمكن أن يخطئا في نفس الشيء ، الفوتون هو حزمة من الطاقة ، والتي هي أساس ميكانيكا الكم ، و الصوت هو التذبذب الجماعي للعديد من الذرات ، كل من هذه المفاهيم مهمة جدا في الفيزياء ، نظرية الفوتون هي النظرية الأساسية التي تعتمد عليها معظم الفيزياء الحديثة ، و الفونون هو أيضا مفهوم مهم في دراسة المواد وتذبذباتها الداخلية ، في هذه المقالة ، سنناقش ماهية الفونون و الفوتون ، و أوجه التشابه بينهما ، و تعريفاتهم ، و تطبيقات الفونون و الفوتون وأخيراً الفرق بين الفوتون و الفونون.

ما هو الفوتون

الفوتون هو موضوع تمت مناقشته في ميكانيكا الموجة ، في نظرية الكم ، لوحظ أن الأمواج لها أيضًا خصائص جسيمية ، و تشير نظرية الضوء الكمومية إلى أن الضوء ينتقل في حزم من الأمواج ، كل حزمة من هذه الموجات تتصرف كجسيم ، الفوتون هو جسيم الموجة ، إنها كمية ثابتة من الطاقة تعتمد فقط على تردد الموجة ، و يتم إعطاء طاقة الفوتون بواسطة المعادلة E = hf ، حيث E هي طاقة الفوتون ، h هي ثابت اللوح ، و f هي تردد الموجة ، كما تعتبر الفوتونات حزمًا للطاقة ، مع تطور النسبية ، اكتشف أن الأمواج لها أيضًا كتلة ، و ذلك لأن الأمواج تتصرف كجزيئات في التفاعلات مع المادة ، و مع ذلك فإن كتلة بقية الفوتون هي صفر ، عندما يتحرك الفوتون ب

سرعة الضوء

، فإن له كتلة نسبية من E / C2 ، حيث E هي طاقة الفوتون و C هي بذرة الضوء في فراغ.

ما هو فونون

في المواد المكثفة مثل

المواد الصلبة

و بعض السوائل ، تعرض المادة سلوكيات مرنة في المستوى الذري ، الروابط بين الذرات و الروابط بين الجزيئات مرنة ، هذا يتسبب في تأرجح الذرات و الجزيئات ، و يُعرف الإثارة الجماعية في ترتيب دوري مرن للذرات أو الجزيئات في المادة المكثفة باسم الفونون ، و غالبًا ما يشار إلى مجموعة من هذه الجسيمات المتذبذبة على أنها جسيم شبيه ، في ميكانيكا الكم ، يعتبر الإلكترون المتذبذب داخل الرابطة بمثابة بئر كمومية أحادية البعد ، بما أن الجسيمات شبه عبارة عن مجموعة من هذه الإلكترونات ، فيمكن اعتبارها أنظمة كم ثنائية الأبعاد أو ثلاثية الأبعاد ، الفونون هو نوع خاص من الاهتزاز في الشبكة حيث يتذبذب كل جزيء بنفس التردد ، هذا هو المعروف باسم الوضع العادي في الميكانيكا الكلاسيكية.

ما هو الفرق بين الفونون والفوتون

– الفوتون هو شكل من أشكال الطاقة ولكن الفونون هو وسيلة للتذبذب الذي يحدث في هياكل شعرية.

– يمكن اعتبار الفوتون موجة و جسيمًا ، و هما كيانان يمكن ملاحظتهما جسديًا. صوت الفونون هو وضع الاهتزاز ، وهو ليس موجة ولا جسيمًا.

– الفوتونات هي الضوء و

الموجات الكهرومغناطيسية

الذي يتم إنتاجه عندما يكون هناك انتقال من حالة طاقة أعلى إلى حالة طاقة أقل نتيجة لتحرك ذرة لاحتلال الثقوب وفي عملية ترك الثقوب وراءها. عندما يحدث هذا ، يتم تحرير الفوتونات.

– الفونونات هي حالة فرعية محددة من الفوتونات حيث يتم تعريف مستويات الطاقة بشكل جيد و يمكنها أن تلعب دورًا مهمًا في ظواهر معينة ، ومن هنا جاءت أسماء الفونونات.

نقاط القوة والضعف في الفنونات و الفوتونات

– في المرحلة الحالية ، لدينا معرفة بالفوتونات ولكن ليس لدينا معرفة بالفونونات ، ما يمكننا التفكير فيه هو أنها مشتقات من الفوتونات ، هناك فرصة كبيرة لأن تكون أساسيات مهمة لفهم ظواهر الفيزياء ، و هذا هو السبب في منحهم اسم محدد.

– الأوضاع العادية  لتطور الاهتزاز  من  خلال  البلورة ، و  السعة  مبالغ فيه من الحركة لسهولة المشاهدة في بلورة الفعلية ، وعادة ما يكون أصغر بكثير من  تباعد شعرية.

– بنفس الطريقة التي تكون بها الفوتونات جزيئات من الضوء ، تكون الفونونات جزيئات من الصوت أو الحرارة ، في الأساس فهي طاقة كميّة ، و التي تُظهر خصائص تشبه الموجة والجسيمات في وقت واحد.

– تهتز الذرات أو الجزيئات حول المشابك لها هذه الظاهرة. عند التردد المنخفض ، يتم إنتاج فونونات الصوت ، من ناحية أخرى ، يولّد الذبذبات عالية التردد للذرات و الجزيئات فونونات الحرارة.